تعداد نشریات | 418 |
تعداد شمارهها | 9,997 |
تعداد مقالات | 83,560 |
تعداد مشاهده مقاله | 77,801,185 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 54,843,842 |
بررسی توزیع ژنهای مولد بیوفیلم در سویههای استافیلوکوکوس ارئوس جدا شده از شیرهای خام عرضهشده در شهرستان سنندج | |||||||||||||||||||||||||||||||
بهداشت مواد غذایی | |||||||||||||||||||||||||||||||
مقاله 1، دوره 4، 2 (14) تابستان، شهریور 1393، صفحه 1-8 اصل مقاله (1.08 M) | |||||||||||||||||||||||||||||||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | |||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان | |||||||||||||||||||||||||||||||
مهسا شجاعی1؛ هیوا کریمی دره آبی* 2؛ جوادی افشین3 | |||||||||||||||||||||||||||||||
1دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات کردستان، دانشجوی کارشناسی ارشد علوم و صنایع غذایی، سنندج، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||
2دانشگاه آزاد اسلامی، واحد سنندج، استادیار گروه بهداشت موادغذایی، سنندج، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||
3دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، دانشیار گروه بهداشت مواد غذایی، تبریز، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده | |||||||||||||||||||||||||||||||
استافیلوکوکوس ارئوسیکی از عوامل اصلی بیماری ورم پستان گاوی میباشد. این باکتری گستره وسیعی از عفونتها و بیماریهای تهدیدکننده زندگی را در انسان ایجاد مینماید. عواملحدتمختلفیدربیماریزاییاین باکترینقشدارند یکی از مهمترین فاکتورهای حدت استافیلوکوکوس ارئوس قابلیت تشکیل بیوفیلم میباشد. این باکتری قادر به تولید پلیساکاریدها و فاکتورهای پروتئینی چسبیده به سطح است که منجر به تولید بیوفیلم میشود. در این مطالعه به منظور بررسی میزان آلودگی استافیلوکوکوس ارئوس در شیرهای خام، از 120 نمونه شیر خام عرضهشده در سطح شهرستان سنندج نمونهبرداری و با روشهای متداول میکروبیولوژی کشتداده شده و نتایج با استفاده از PCR مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور تشخیص تاییدی جدایهها به عنوان استافیلوکوکوس ارئوس با استفاده از PCR ژن اختصاصی nucو برای شناسایی ژنهای عامل تولیدکننده بیوفیلم fnbA، clfaB، icaD و icaA از پرایمرهای اختصاصی مربوط به هر ژن با استفاده از روش Multiplex PCRاستفاده گردید. با توجه به نتایج حاصل از کشت میکروبی و تایید آن با روش مولکولی، 49 جدایه بوسیله آزمایشهای بیوشیمیایی استاندارد و نیز تکثیر ژن ترمونوکلئاز اختصاصی گونه (nuc) بهعنوان استافیلوکوکوس ارئوس شناسایی شدند. بر اساس نتاییج حاصل از MultiplexPCR ژنهای مولد بیوفیلم (38/69%)fnbA، (6/32%) clfaB، (77/38%) icaD و (18/59%) icaAدر جدایهها تشخیص داده شد. نتایج حاکی از آلودگی بالای شیرخام عرضهشده در سطح شهرستان سنندج به استافیلوکوکوس ارئوس و نیز قابلیت بالای جدایهها در تشکیل بیوفیلم میباشند. | |||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | |||||||||||||||||||||||||||||||
شیر خام؛ استافیلوکوکوس ارئوس؛ بیوفیلم؛ سنندج | |||||||||||||||||||||||||||||||
اصل مقاله | |||||||||||||||||||||||||||||||
مقدمه شیر و فرآوردههای آن به عنوان یک محیط مغذی میتوانند نقش بسیار موثری در انتقال انواع میکروارگانیسمهای عامل فساد و عوامل بیماریزا به مصرفکننده میباشد(Anonymous, 2011).استافیلوکوکوس ارئوس بهعنوان یکی از مهمترین عوامل بیماریزا میتواند در شیر و فراوردههای آن تکثیر پیدا کرده و منجر به بیماریزایی در انسان شود از سوی دیگر میتواند از طریق تولید بیوفیلم نقش مهمی در ایجاد بیماری مزمن ورم پستان ایفا نماید(Kumar and Anand, 1998). این باکتری قادر به تولید پلی ساکاریدها و فاکتورهای پروتئینی چسبنده به سطح است که از این طریق در تولید بیوفیلم نقش دارد. در حقیقت بیوفیلم، گروهی ازمیکرروارگانیسمها میباشد که با شبکهای از کانالهای داخلی در ماتریکس گلیکو پروتئینی و پلی ساکاریدی خارج سلولی به نام ماده پلیمری خارج سلولی در ارتباط هستند. ماده پلیمری خارج سلولی از پلی ساکارید، پروتئین، فسفولیپید، اسید تیکوییک و دیگر مواد پلیمریک هیدراته با ۸۵ تا ۹۵ درصد آب تشکیل شده است و از این طریق میتوانند باعث چسبیده شدن انواع عوامل بیماریزا در روی سطح داخلی کارتیهها و سطوح تجهیزات صنایع غذایی شده که این روند باعث انتقال انواع میکروبهای بیماریزا میگردد. از دیگر مشکلات بیوفیلم در صنایع غذایی تشکیل آن در مکانهایی مانند مبادلهکنندههای حرارتی ماشینآلات صنایع غذایی میباشد که باعث کاهش بازدهی انتقال حرارتی میشود. علاوه بر این برخی از میکروارگانیسمهای موجود در بیوفیلم، واکنشهای شیمیایی و بیولوژیکی را که منجر به خوردگی سطوح فلز میشوند کاتالیز میکنند (Costerton et al., 1999). در استافیلوکوکوس ارئوس تشکیل بیوفیلم مستلزم مجموعه ژنهای(ica ADBC)است که با رمزگذاری آنزیمهای دخیل در سنتز پلیساکاریدهای چسبنده داخل سلولی (polysaccharide intercellular adhesin)صورت میگیرد. لوکوسica(Intercellular adhesion)از ژنهای icaA، icaB، icaC و icaD تشکیل شده است. از میان ژنهای لوکوسica ، icaA و icaDنقش بیشتری را برای تشکیل بیوفیلم در استافیلوکوکوس ارئوس و استافیلوکوکوس اپیدرمیس دارا میباشند(Foster and Hook, 1998). ژنهای fnbA fnbB(fibronectin-binding protein)clfA,clfB(clumpingfactor نیز نقشمهمی را در بالا رفتن احتمال چسبیدن باکتری به سطوح دارند(OConnell et al., 1998). هدف از انجام این مطالعه بررسی میزان درصد آلودگی شیرهای خام عرضهشده به استافیلوکوکوس ارئوس، و توانایی این میکروارگانیسم از نقطه نظر داشتن ژنهای عامل حدت تولیدکننده بیوفیلم میباشد.
مواد و روشها در این تحقیق 120 نمونه از شیرهای خام تولیدی از 8 مرکز عمده پرورش گاوهای شیری به صورت کاملاً تصادفی در سطح شهرستان سنندج در بازه زمانی دی ماه سال 91 تا اردیبهشت ماه سال92 در شرایط استریل نمونهبرداری و در مجاورت یخ به آزمایشگاه میکروبیولوژی دانشکده علوم پزشکی کردستان انتقال داده شد.
جداسازی استافیلوکوکوس ارئوس برای ترغیب رشد استافیلوکوکوس 1 میلیلیتر از هر کدام از نمونههای اخذ شده بعد از یکنواخت کردن به 9 میلیلیتر محیط کشتCooked meat براث (Merck، آلمان) انتقال داده و به مدت 24 تا 48 ساعت در 37 درجه سلسیوس گرمخانهگذاری کرده سپس بر روی محیط کشت جامد Baird parker agar (Merck، آلمان) با استفاده از روش کشت سطحی کشت داده و در 37 درجه سلسیوس به مدت 48 ساعت گرمخانهگذاری شدند. هر کدام از پرگنههای سیاه دارای هاله روشن را در مرحله بعد بر روی محیط کشت افتراقی Mannitol salt agar (Merck، آلمان) به منظور بررسی تخمیر مانیتول و انجام تستهای بیوشیمیایی از جمله کاتالاز و کواگولاز مورد ارزیابی قرار گرفتند. جدایههای مانیتول، کاتالاز و کواگولاز مثبت به عنوان استافیلوکوکوس ارئوس فرض گردیده و تا زمان انجام آزمایشات مولکولی در محیط Tryptic soy broth (Merck، آلمان) حاوی 15درصد گلیسرول در دمای 20 -درجه سلسیوس نگهداری شدند. استخراج DNA هر کدام از پرگنههای خالص شده به 5/1 میلیلیتر نوترینت براث انتقال داده و 24 ساعت در 37 درجه سلسیوس گرمخانهگذاری شد و سپس با دور 7500 برای 10 دقیقه سانتریفیوژ گردید و در مرحله بعد به رسوب حاصله 100 میکرولیتر بافر پروتئاز و 5 میکرولیتر پروتئاز اضافه و به طور کامل به همزده و به مدت 30 دقیقه در 55 سلسیوس قرار داده شد. 100 میکرولیتر از هر نمونه با 400 میکرولیتر از محلول لیزکننده مخلوط شد و برای 15 تا 20 ثانیه ورتکس گردید. در مرحله بعد 300 میکرولیتر از محلول رسوبدهنده به مخلوط اضافه شد و به وسیله حرکت دورانی به مدت 3 تا 5 ثانیه مخلوط گردید و در دمای 20 – درجه سلسیوس برای 20 دقیقه قرار داده شد. سپس در دور 12000 برای 10 دقیقه سانتریفیوژ شده و مایع رویی خالی گردیده و یک میلیلیتر بافر شستشو به رسوب حاصله اضافه و برای 5-3 ثانیه مخلوط شد و به مدت 5 دقیقه در دور 12000 سانتریفیوژ شد، سپس بافر شستشو به طور کامل خالی گردید و برای 5 دقیقه در 65 درجه سلسیوس قرار داده شد تا خشک شود. ماده تهنشین در 30 میکرولیتر از بافر حلکننده به وسیله تکان دادن آرام و قرار دادن در 65 درجه سلسیوس برای مدت 5 دقیقه به طور کامل حل شد. مواد غیرمحلول با سانتریفیوژ به مدت 30 ثانیه در دور 12000 تهنشین شد. ماده شناور رویی حاوی DNA خالص است. غلظت DNA. بعد از الکتروفورز روی ژل الکتروفورز 2/1% اندازهگیری شد ((http://cinnagen.com. آزمون PCR برای شناسایی ژن ترمو نوکلئاز (nuc) جهت تشخیص تاییدی جدایههای مشکوک استافیلوکوکوسارئوس از نظر تکثیر ژن ترمونوکلئاز(nuc)از روش PCR استفاده گردید. واکنش PCR در حجم نهایی 50 میکرولیتر، که در این حجم DNA 2 μl، dNTPs 1μl ، 1μl Taq DNA polymerase ،Primer 1μl ,Mgcl2 2.5μl ,Buffer (10X)6μl و D.W.36.5 μlاستفاده گردید.برای کنترل منفی از آب مقطر استریل بهجای اسید نوکلئیک استفاده کرده و از DNA استخراجشده از سویه لیوفیلیزه استافیلوکوکوساورئوس ATCC 12228 به عنوان کنترل مثبت استفاده شد. واکنش تکثیر با برنامه زمانی: دناتوراسیون اولیه در دمای 95 درجه سلسیوس بهمدت 10 دقیقه، 37 چرخه دمایی شامل دناتوراسیون در 94 درجه سلسیوس به مدت 1 دقیقه، اتصال در55 درجه سلسیوس به مدت30 ثانیه و امتداد در دمای 72 درجه سلسیوس به مدت 5/1 دقیقه و در نهایت گسترش نهایی واکنش در دمای 72 درجه سلسیوس به مدت 5 دقیقه انجام گرفت(Brakstad et al., 1992) .واکنش زنجیرهای پلیمراز در دستگاه ترموسایکلر گرادیان دار (شرکت Ependorph) انجام گرفت. فرآورده PCR پس از الکتروفورز روی ژل آگاروز 2/1درصد و مشاهده در زیر دستگاه ماوراء بنفش بررسی شد. اندازه محصول PCRبا استفاده از مارکرهای ساخت شرکت فرمنتاز کشور آلمان مشخص گردید. جدایههای استافیلوکوکوسارئوس پس از تشخیص قطعی وجود ژن ترمونوکلئاز به طول تقریبی 279 جفت باز به عنوان استافیلوکوکوسارئوس در نظر گرفته شدند. آزمون مولتی پلکس PCR برای شناسایی ژنهای مولد بیوفیلم این واکنش در حجم 50 میکرولیتر، که شامل کیت مستر PCR 10.5 میکرولیتر، 1 میکرولیتر پرایمر (μL 5/0 پرایمر forward و μL 5/0 پرایمر reverse), 3μL نمونه DNA هر کدام از سویههای جدا شده و μL 5/35 آب مقطر دوبار تقطیر شده برای رساندن به حجم رساندن تیوپهایPCR میباشد. توالی پرایمرهای اختصاصی مورد استفاده برای ژنهای icaD,clfB,icaAوfnbA مورد نظر در جدول 1 آمده است. تکثیر ژن هدف در ترموسایکلر با برنامه سیکلهای حرارتی شامل مرحله شروع در دمای 94 درجه سلسیوس به مدت 4 دقیقه، 35 سیکل شامل 94 درجه سلسیوس به مدت 30 ثانیه، 55 درجه سلسیوس به مدت 30 ثانیه، 72 درجه سلسیوس به مدت 1 دقیقه و مرحله بسط نهایی در 72 درجه سلسیوس به مدت 1 دقیقه صورت گرفت. محصولات حاصله پس از الکتروفورز روی ژل آگاروز 5/1% و با استفاده از دستگاه ژل داکیومنت مورد عکسبرداری قرار گرفت. برای نشان دادن اندازه قطعات تکثیری 100 bp DNA Ladder استفاده شد (http://cinnagen.com).
جدول 1- توالی پرایمرهای مورد استفاده برای جستجوی ژنها
یافتهها از 120 نمونه مورد بررسی، بر اساس روش کشت، تستهای بیوشیمیایی استاندارد و انجام تست تائیدی مولکولی از نظر داشتن ژن ترمو نوکلئاز(nuc) اختصاصی گونه استافیلوکوکوس ارئوس، 49 نمونه (83/40%) از نقطه نظر آلودگی به استافیلوکوکوس ارئوس مثبت گزارش شدند (شکل 1).
شکل 1- ژل الکتروفورز محصول PCR ژن nuc به منظور شناسایی ژنوتیپی ایزولههای
در مطالعه حاضر هر یک از ژنهای عامل حدت مولد بیوفیلم شامل icaD,clfaB, fnbA وicaA با استفاده از پرایمرهای اختصاصی با استفاده از روش مولتی پلکس PCR مورد آنالیز قرار گرفتند. فراوانی هر یک از ژنها به ترتیب (38/69%)fnbA (6/32%), clfaB(77/38%icaD18/59%) icaA میباشد (شکل 2).
شکل 2- نتایج PCR مربوط به سویههای استافیلوکوکوس ارئوس دارای ژن icaA، icaB، icaC و icaD
بحث و نتیجهگیری دسته وسیعی از میکروارگانیسمهای بیماریزا میتوانند با تولید بیوفیلم، منبع مهمی برای گسترش عوامل عفونتزا در روی سطوح مورد تماس با انواع مواد غذایی باشند که در این میان استافیلوکوکوس ارئوس به عنوان یکی از مهمترین عوامل بیماریزا میتواند در شیر و فراوردههای آن تکثیر پیدا کرده و منجر به بیماریزایی در انسان گردد و از سوی دیگر میتواند از طریق تولید بیوفیلم نقش مهمی در ایجاد بیماری مزمن ورم پستان گاوی داشته باشد.(Armisalo et al., 2007) باکتری استافیلوکوکوس ارئوس در میان باکتریهای دیگر از جهت تولید لایه لعابی (Slime layer) شناخته شده است. باکتریهایی که قادر به تولید لایه لعابی نیستند بایوفیلم ضعیفتری تشکیل میدهند. طبیعت شیمیایی این لایه چسبناک هنوز به طور کامل روشن نیست ولی شواهد نشان میدهد که عمدتا از پلیساکاریدهای هیدراته تشکیل شده است. مک و همکاران در سال 1996 توانستند دو ساختار پلیساکاریدی را از این لایه خالصسازی کنند. پلیساکارید یک (بیش از 80%) یک هموگلیکان خطی از استخلاف بتا 1-6 متصل به ان استیل گلوکز آمین است، پلیساکارید دو (کمتر از 20%) مقدار کمتری از استخلاف دی گلوکز آمینیلهای غیر اناستیله دارد و در عوض فسفات و سوکسینات متصل به استر را دارا میباشد. پلیساکارید یک دارای بار مثبت است در حالیکه پلیساکارید دو دارای بار منفی میباشد. پلیساکارید دو به عنوان یک ساختار منحصر به فرد با پلیساکاریدی چسبنده داخل سلولی (PIA) در ارتباط بوده که فعالیتشان سبب تشکیل تجمعات سلولی میشود (Gotz, 2002). در این مطالعه میزان آلودگی شیر خام به استافیلوکوکوس ارئوس در شهرستان سنندج 83/40% گزارش شد. در مرحله بعد پس از ارزیابی میزان حضور ژنهای عامل حدت تولید بیوفیلم از هر کدام از جدایهها با استفاده از مولتیپلکس PCR فراوانی هر یک از ژنهای icaD ,icaA.fnbA,clfB به ترتیب 6/32%، 38/69%، 18/59%، 77/38% بود. در این مطالعه میزان حضور ژن fnbA نسبت به بقیه بیشتر گزارش گردید. واسدوان و همکاران در سال 2003 گزارش کردند که از میان 35 جدایه استافیلوکوکوس ارئوس حاصله از ورم پستان همگی دارای ژنهای لوکوس ica بودند (Vaseduan et al., 2003). مطالعات نشان میدهد که پروتئینهای متصل شونده به فیبرونکتین (fnbpAو fnbpB) نقش بسیار مهمی در تجمع، اتصال و تهاجم استافیلوکوکوسارئوسبه سلولهای غده پستان و از آن جمله غده پستان گاو دارند (Dziewanowska et al., 1999). تارک و همکاران در سال 2010 در یک تحققیق نشان دادند که 26/78% از سویههای استافیلوکوکوس ارئوس جداشده دارای ژنهای icaA و icaDبودهاندکه این درصد بالای آلودگی با مطالعه ما همخوانی دارد. سیفتیک و همکاران در سال 2009 گزارش کردند که 15 جدایه از 59 جدایه جدا شده از ورم پستان دارای هر دو ژن icaAو icaD بودند و 16 جدایه دارای ژن icaA و 38 جدایه به ترتیب دارای ژن icaDبودند. در مطالعهای که توسط دوران و همکاران در سال 2010 روی جدایههای استافیلوکوکوس ارئوس حاصله از زخمهای جراحی به منظور شناسایی ژنهای بیوفیلم انجام گردید، 69 جدایه از 88 جدایه مورد مطالعه (4/78 درصد) حاوی ژن cna و 86 جدایه (7/97%) حاوی ژن fnbA بودهاند. در مطالعه ایریو و همکاران در سال 2011 از میان 47 جدایه استافیلوکوکوس ارئوس جدا شده از خون 40 جدایه دارای ژنهای ica بودند و در آزمایش تشخیص فنوتیپی بیوفیلم 25 جدایه در میکرو پلیت مثبت بود. آلودگی بالای شیر خام به استافیلوکوکوس ارئوس در این شهرستان نشاندهنده کاهش سطح بهداشتی در گاوداریها و نیز رعایت نکردن موازین بهداشتی است. با توجه به نتایج بدست آمده توسط محققان دیگر و نتیجه مطالعه حاضر، در پژوهش ما نمونهای یافت نشد که به لحاظ وجود 4 ژن مورد بررسی منفی باشد که این مطلب قابلیت بالای این باکتری را در تشکیل بایوفیلم نشان میدهد. | |||||||||||||||||||||||||||||||
مراجع | |||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,997 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,104 |